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#1 Programmation » Approximation de fonctions avec des valeurs » 16-02-2023 17:45:31
- ExypnoseinT2NaH
- Réponses : 0
Bonjour à tous !
Alors, j'ai une liste de valeurs qui correspondent aux images d'une fonction f, j'ai également une liste de valeur (de même taille : 60 éléments) qui correspond aux images d'une fonction f' .
(ce sont des valeurs discrètes et on peut considérer ces 60 éléments comme des images des 60 premiers entiers naturels)
J'ai utilisé matplotlib pour afficher de beaux graphiques qui montre ces éléments sous forme de courbes (même si ça serait plus rigoureux en nuage de points) mais mon but serait de faire une sorte de prolongation de cette "fonction". Calculer (avec des approximations évidemment) de nouveaux éléments pour faire une sorte de """prédiction""" statistique.
Je ne bloque pas pour l'implémentation mais plutôt pour les outils mathématiques que je dois utiliser (je suis en licence d'informatique, pas de maths lol), j'ai donc fait quelques recherches mais n'ayant pas fait de maths (surtout analyse fonctionnelle et continue) depuis longtemps, j'ai du mal ne serait-ce qu'à savoir si un outil me sera utile et donc encore moins comment l'utiliser avec mes données.
Bref, j'espère que j'ai pu être assez clair dans mes explications et dans le cas contraire, je peux vous donner des précisions.
Merci d'avance et bonne journée !!
#2 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 06-01-2020 21:27:54
merci beaucoup pour les pistes avec $\epsilon$, c'est vrai que ça pourrait être interessant pour notre sujet, ensuite,pour la stabilisation du max quand $m$ tend vers $+\infty$, oui mais non, c'est plutôt l'abscisse du maximum que se stabilise (après, je n'ai pas fait d'expérience donc à voir si le maximum se stabilise aussi mais je ne pense pas, je pense qu'il risque qu mieux de grandir de moins en moins vite mais rien de bien folichon)
et pour la somme de Riemann, je ne l'ai vu nulle pars, l'idée m'est juste venue comme ça le soir de Noël, j'ai donc couru dans ma chambre pour au final me rendre compte que je n'avais clairement pas les connaissances nécessaires pour m'occuper d'un truc comme ça, du coup je suis retourné manger ma salade chêvre chaud... puis j'ai commencé à faire mes recherches sur les intégrales...
bref, bonne soirée et merci encore pour toutes ces pistes ^^
#3 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 05-01-2020 14:16:29
alors si je ne m'abuse, le $\dfrac{1}{k}$ est là par rapport au calcule de la période qui est égale à l'inverse de la fréquence
et aussi, pour l'intégration, je crois que j'ai regardé des trucs qui parlaient de changement de variables, ça a pas l'air trop compliqué, je vais me pencher un peu plus dessus, pour m'améliorer un peu quand même (c'est bien quand on remplace le $dx$ par $du$ en modifiant des trucs dans la fonction pour obtenir un cas (plus) facile à primitiver ?)
et du coup, ouais, à voir pour la somme de riemann... ça me paraissait une bonne idée parce que dans mes expériences, j'avais vu que si on gardait tous les autres paramètres constants mais qu'on faisait augmenter $m$, l'abscisse du maximum se stabilisait vers une certaine valeur... donc je me suis dit que vu que quand $m$ tend vers $+\infty$ le maximum tend vers une valeur précise et bah que du coup la somme tend vers une valeur que l'on pourrait symboliser par une intégrale (c'est ce qu'il s'est passé dans ma tête ^^) parce que pour moi, une somme d'aires de rectangles donc la largeur tend vers $0$, ça devait forcément être une intégrale. (le graphique que j'obtenais faisait une sorte d'oscillation, c'est pour ça qu'il me parait logique que $a$ et $b$ dépendent de $m$)
j'ai l'impression que je m'obstine un peu avec cette idée d'intégrale ^^
#4 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 05-01-2020 12:42:16
Je crois avoir compris la notion d'équivalence donc je vais m'amuser à prouver ça du coup parce que je pense que ça ne devrait pas être trop compliqué... ensuite, je voudrais juste savoir... dire que $f$ est bornée signifie bien qu'elle ne tend vers l'infini nulle part entre $a$ et $+\infty$ ?
ensuite, ce que tu dis par rapport à l'abscisse des maximums avec $g(x)$ et $f(x)$ qui ont les mêmes du coup, je pense que c'est vrai, je ne l'ai pas démontré mais en effet, dans géogébra par exemple, si on fait varier les paramètres, on voit que seule l'ordonnée change... donc effectivement, je pense qu'il serait plus facile d'étudier $g(x)$ parce que tu as dû le voir, sa dérivée est quand même un peu plus simple...
pour la preuve du lemme, ne t'en fais pas je pense que je pourrais la trouver..
mais par contre, pourquoi as tu écris $m-1$ en haut de la somme, parce que s'il y a une raison... en effet, au début, je ne l'avais pas mis mais dis moi si j'ai loupé quelque chose ou si je n'ai pas compris quelque chose
et aussi du coup, pourquoi fixes-tu la fin de l'intervalle à $\dfrac{1}{2^{m-1} k}$ ? encore une fois, je pense que quelque chose dois m'échapper mais si tu pouvais m'expliquer stp...
et pour finir, du coup on est d'accord, qu'on arrange le problème pour avoir $\dfrac{d}{dx} \sum \alpha_j {sin(2^{j} \pi k t)} = 0$ ?
(si je n'ai pas mis les bornes de la somme, c'est parce que je n'ai pas réussi... )
donc au final après, pour résoudre ça, qu'est ce qu'il va falloir utiliser parce qu'en sois, on a toujours une somme de sinus (vu qu'on dérive, de cosinus) avec un $\alpha_j 2^{j} \pi k$ et on ne peut pas "éclater la somme" pour pouvoir la modifier parce que si on factorise pas $\pi k$, on aura juste simplifié en soit...
donc est ce que je dois poursuivre sur les sommes de Riemann pour transformer tout ça en intégrale ou est ce qu'il y a une solution plus simple (même si je dois avouer que le délire de transformer la somme en intégrale c'est stylé...(surtout pour un élève de 1ere qui est trop fier de connaitre l'intégration par parties...) mais plus sérieusement, vu que tu as évidemment plus de connaissances que moi, est ce que tu penses que ça peut se faire, ou est ce qu'il faudrait trouver une autre technique ?
#5 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 04-01-2020 23:55:58
re bonjour, quand je parlais de $k$ et $j$, je sous entendait le $k$ dans la formule de la somme de Riemann, je n'avais plus en tête le fait que j'utilise le k dans ma fonction (encore désolé) mais du coup non, il n'y a pas de lien entre $j$ et $k$, ton inconfort face à ce que je disais est dû au fait que je ne connaisse pas encore le vocabulaire lié à ces notions (elles ne sont pas au programme de 1ere)
par rapport au fait que certaines fonction n'admettent pas de maximum entre 0 et $\dfrac{1}{2k}$ c'est parce que tu as utilisé un un exposant pour $t$ qui est supérieur à 1 (je pense) parce qu'on voit avec l'expérimentation que pour toute valeur de $n>0$ le maximum n'existe pas sur cet intervalle.(on ne l'a pas prouvé, ce n'est qu'une conjecture)
ensuite, je suis au courant pour l'annulation de la dérivée et tout, je sais déjà que le problème ne sera pas encore résolu après avoir trouvé où s'annulait la dérivée et ce n'est pas un problème de physique mais bien de math parce que pour tout expliquer, il se trouve qu'il existe dans mon lycée un atelier de recherche mathématique et en l'occurence, notre thème de recherche est la musique, le son et tout le tralala
en gros on a un sujet général, on fait des recherches qui nous mènent à nous poser des questions auxquelles nous devons répondre en imaginant des démonstrations
or, on s'est dit qu'il etait possible de représenter une onde sonore comme une fonction sinus avec du coup $k$ qui serait la fréquence et $\alpha_j$ qui serait l'intensité. On s'est dit ensuite qu'il faudrait que la fonction tende vers 0 quand $t$ tend vers l'infini parce que plus le temps passe, plus l'intensité du son diminue, on divise donc le tout par $t$ et pour pouvoir contrôler le décroissement, on met un petit exposant $n$ (l'absorbance du milieu si on veut) et pour finir, le chercheur qui nous guide dans nos recherches nous a dit qu'on pouvait peut être creuser sur les fonctions composées on a donc rajouté un terme, on a donc sin(...) + sin(....) et on a donc trouvé une forme plus générale à al fonction (c'est biensur le chercheur qui a ajouté le $2^{j} \pi$ dans les sinus.
et pour les caractéristiques de CES courbes.... et bien en fait, on cherche juste à établir des choses, des formules dans le cas général permettant d'étudier ces fonctions dans des cas précis... ce que je voudrais ce ne serait donc que des pistes de recherche parce que là, je dois avouer que je suis bloqué, non pas parce que je n'ai pas les connaissances (par ce que je peux les trouver sur l'internet) mais parce que j'ai l'impression d'avoir épuisé mes angles d'attaque à cette questions d'extremums de sommes fonctions trigonométriques...
ensuite, je finirais en disant que je suis désolé pour mon grand manque de précision qui est très probablement symptomatique du fait que je sois encore au lycée et que le niveau de rigueur demandé soit vraiment faible...
désolé encore (on voit que tu avais l'air un peu exaspéré)
#6 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 04-01-2020 20:10:36
je pense qu'effectivement $a$ et $b$ risquent de dépendre de $m$ mais pour essayer de trouver un truc je pense que je pourrais essayer de simplement multiplier par $\dfrac{m}{m}$ et ensuite il faudra un peu s'arranger pour modifier l'expression mais je pense que ça peut se faire
en réalité ce qui me fait le plus peur c'est le $k$ ici $j$ (je sais pas si c'est ça mais j'appelle ça le pas de la somme) parce que du coup pour intégrer celui ci dans le $sin(....)$ ou le $cos(....)$ sans que $a$ et $b$ n'en dépendent (je ne sais pas en fait s'il est grave que $a$ et/ou $b$ ne dépendent de $k$ mais si ce n'est pas le cas je voudrais bien le savoir )
ensuite, dans ma demo, les gendarmes sont $-1$ et $1$ et le voleur est $sin(2^{j} \pi k t)$ car on sait que s'il n'y a rien devant le sinus, les valeurs sont toujours entre $-1$ et $1$
et oui, on cherche bien des extremums "locaux" (car on sait (ou plutôt on pense) que si $n>0$ les extremums se trouvent "nécessairement" entre 0 et $\dfrac{1}{2k}$)
merci encore pour ces réponses
#7 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 04-01-2020 17:03:15
Bonjour,
@Expo :
Tu dis aussi :
« On a déjà démontré que la fonction tend vers 0 (en même temps c’était plutôt logique»..Peux tu préciser ?
et bien quand $n>0$ il suffit d'utiliser le théorème des gendarmes pour démontrer que ça tend vers 0 parce qu'on sait que $\lim a+b= \lim a + \lim b$
donc on évalue la limite de l'intérieur de la somme avec le théorème des gendarmes et après bah $0+0+0+0+0+0+...+0 = 0$
#8 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 04-01-2020 16:57:33
Bonjour,
Une somme de Riemann ? On parle bien de cette formule : $\lim \limits_{n \to +\infty} \frac{b-a}{n} \sum \limits_{k=0}^{n-1} f(a+\frac{k}{n}(b-a)) = \int \limits_{a}^{b} f(t) dt$, d'une part tu as une plutôt bonne connaissance des maths pour un lycéen ou une lycéenne d'autre part je vois mal comment faire apparaitre une somme de Riemann ici (je vois pourquoi tu as pensé à ça mais par contre trouver la bonne fonction $f$ et les bonnes valeur $a$ et $b$ ne me semble pas si simple).
Ah oui et étant donné qu'il n'y a pas de $m$ dans la fonction ça me semble compliqué.Au passage quand tu as dit "on cherche à obtenir l'abscisse où la fonction s'annule...", tu ne voulais pas dire les endroits où la fonction s'annule ? Parce qu'on est pas assuré qu'il y a qu'un seul endroit où elle s'annule, de plus la fonction dont tu parles c'est bien la dérivée de $t \mapsto \sum\limits_{j=1}^{m} \alpha_{j} \frac{sin(2^{j} \pi k t)}{t^{n}}$ ? Car sinon ce que tu as écris est plutôt faux.
Autre chose, peux tu clarifier ton but ? Car si c'est déterminer les extrémaux de $t \mapsto \sum\limits_{j=1}^{m} \alpha_{j} \frac{sin(2^{j} \pi k t)}{t^{n}}$ et bien cette fonction n'est pas forcément minorée ou majorée (prendre $m=k=n-1=1$ et regarder la fonction en $0$).
pour te répondre, il y a bien un m, c'est la borne finale de la somme et oui, tu as raison, je me suis très mal exprimé car évidemment la fonction de base tout comme sa dérivée comporte un certain nombre de points d'annulation
ensuite, je ne comprends pas bien la notion de majoration et minoration (je ne l'ai pas vue et je ne suis pas encore tombé dessus dans mes recherches) mais si par là tu entends qu'on ne sait pas si la fonction admet toujours un minimum ou un maximum, si car dans notre cas (on étudie le son) on ne prend en compte que des $n>=0$ ce qui nous donne dans le cas où $n=0$ des max et min un peu partout dans la fonction et dans le cas où $n>0$ on retrouve les maximums (d'après nos observations) entre 0 et $\frac{1}{2k}$
et après, je pense effectivemnt que ça risque d'être compliqué de trouver $f$....
#9 Re : Entraide (supérieur) » équation avec de la dérivée d'une somme » 04-01-2020 12:54:45
alors je viens de créer un compte du coup et en fait je pense que la technique pour résoudre mon problème serait de transformer la somme que j'ai en intégrale car on peut diviser des deux cotés par ce que l'on veux particulièrement par quelque chose de divisé par m pour se ramener à une somme de Riemann quand m tend vers l'infini de plus, en modifiant l'intérieur de la somme, on se retrouve avec quelque chose qui est la dérivée de quelque chose que l'on connait, il sera donc facile de calculer la primitive... faites le moi savoir si je me trompe mais je pense que c'est une bonne piste, voire la seule piste
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